El equilibrio y el proceso de Haber Bosch, ¿cómo se relacionan?

El proceso de síntesis de amoníaco fue desarrollado por el químico Fritz Haber, y puesto en práctica a escala industrial por el ingeniero Carl Bosch en 1912. Es por esto que a este proceso también se conoce con el nombre de  Haber-Bosch. Ellos encontraron, un modo de fijar el nitrógeno, es decir de utilizar el nitrógeno del aire para sintetizar un compuesto nitrogenado. 

En la síntesis de amoníaco, el nitrógeno (N2) e hidrógeno (H2) gaseosos presentes en la atmósfera, reaccionan y se transforman en amoníaco (NH3), mediante una reacción química reversible, estableciéndose un equilibrio químico.

La ecuación química que representa la formación de amoníaco a partir de la reacción de nitrógeno gaseoso e hidrógeno gaseoso es: 

N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g)

La importancia de la reacción radica en la dificultad que había en esa época de producir amoníaco a un nivel industrial. Aunque alrededor del 78 % del aire que nos rodea es nitrógeno, este es relativamente inerte, y por tanto muy poco reactivo. A partir del amoníaco se pueden sintetizar otros compuestos nitrogenados, tales como nitritos y nitratos, los cuales fueron muy usados a lo largo de la historia, en la industria de los fertilizantes y de los explosivos.

¿Cuándo y cómo ocurrió este hecho?

A finales de siglo XIX (diecinueve), los fertilizantes que se utilizaban para los cultivos comenzaron a acabarse. Para 1874 los depósitos de guano (excremento acumulado de los pájaros de mar y de murciélagos, utilizado como fertilizante) de Perú ya casi se habían agotado, y el nitrato de sodio procedente principalmente de Chile, empezaba a escasear.

William Crookes, en 1898, estimo que las reservas de nitrato de Chile alcanzarían máximo para unos 20-50 años más, por tanto explicó, que si no se hacía algo al respecto, para 1940 habría una hambruna generalizada. Indicó lo importante que era poder fijar nitrógeno de forma artificial. 

Es en este contexto que mucho científicos idearon diferentes ensayos experimentales para lograr tal fin. Recién el 3 de julio de 1909, Fritz Haber, luego de casi 15 años de intentos fallidos, anunció un proceso que permitía fijar el nitrógeno, produciendo amoníaco a partir de la reacción del nitrógeno con el hidrógeno. Sin embargo, logró tal producción en recipientes muy pequeños, ya que en ese entonces no existían grandes contenedores que pudieran soportar altas presiones y temperaturas. Carl Bosch, trabajando como ingeniero para una empresa química, logra desarrollar la síntesis de amoníaco a escala industrial.